《食品科學(xué)》：中南大學(xué)夏君玫教授等：運(yùn)動聯(lián)合營養(yǎng)干預(yù)在肌少-骨質(zhì)疏松癥防治中的機(jī)制研究進(jìn)展

隨著全球老齡化趨勢的日益加劇，肌少-骨質(zhì)疏松癥（OS）的發(fā)病率正逐年攀升，成為醫(yī)學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。目前研究表明，藥物干預(yù)對OS的效果缺乏針對性。相比之下，運(yùn)動作為一種非藥物治療手段，已被證實(shí)能有效改善肌肉和骨骼健康。同時，合理的營養(yǎng)攝入對于維持肌肉質(zhì)量和骨骼強(qiáng)度也起著至關(guān)重要的作用。

中南大學(xué)體育教研部的夏君玫、姜坦程、梁計(jì)陵*等探討OS的運(yùn)動聯(lián)合營養(yǎng)干預(yù)策略的作用機(jī)制，探索增強(qiáng)老年人肌骨健康的方法，從而有效預(yù)防和干預(yù)兩種疾病的合并發(fā)作。

OS的定義

01

SP又稱肌肉衰減癥，是一種與老年人年齡增長相關(guān)的肌肉質(zhì)量和力量下降，伴隨身體活動機(jī)能降低的常見老年疾病。OP是一種以骨量下降和骨結(jié)構(gòu)破壞為特征，導(dǎo)致骨脆性增加，易發(fā)生骨折的全身性骨病。肌骨系統(tǒng)學(xué)說打破了傳統(tǒng)“肌骨不相親”的論斷，為SP和OP的共病模型提供了新的研究體系。目前，我國專家對SP和OP的共同發(fā)病機(jī)制提出了“活動障礙綜合征”的定義，繼而引出“肌骨共減綜合征”和“肌少-骨質(zhì)疏松癥”這一概念。研究發(fā)現(xiàn)，SP和OP存在許多共同的病理途徑，如果兩者同時發(fā)生，則表現(xiàn)為OS。因此，將肌肉和骨骼作為整體能夠有效地解釋肌肉衰減和骨骼流失之間的“惡性循環(huán)”現(xiàn)象。

SP與OP共病機(jī)制

02

在肌骨系統(tǒng)疾病中，衰老、體力活動不足、營養(yǎng)攝入低，以及身體的炎癥反應(yīng)共同導(dǎo)致激素作用平衡的破壞，從而影響肌肉因子的釋放和應(yīng)力負(fù)荷，進(jìn)而誘發(fā)肌骨疾病的發(fā)生（圖1）。具體而言，身體活動的減少會導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力降低，從而導(dǎo)致分泌的肌肉胰島素樣生長因子-1（IGF-1）生成減少，降低了磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）通路活性，激活叉頭盒蛋白O（FoxO）轉(zhuǎn)錄因子，上調(diào)肌肉特異性泛素連接酶萎縮素-1（Atrogin-1）和肌肉特異性環(huán)指蛋白1（MuRF1）的表達(dá)，促進(jìn)肌肉蛋白降解，進(jìn)而誘導(dǎo)肌肉萎縮。在骨骼生物學(xué)中，IGF-1的減少會激活核因子-κB（NF-κB）并上調(diào)NF-κB配體受體激活劑（RANKL）的表達(dá)，從而促進(jìn)破骨細(xì)胞分化，最終導(dǎo)致骨量減少。因此，身體活動缺乏導(dǎo)致的IGF-1生成減少，不僅會使成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞的生長代謝失衡，引起骨吸收增加而骨形成減少；還會抑制PI3K/Akt信號通路介導(dǎo)的蛋白質(zhì)合成，降低肌肉蛋白合成速率。在衰老過程中，促炎細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素1β、白細(xì)胞介素6水平顯著升高，激活NF-κB信號通路誘導(dǎo)E3泛素連接酶（Atrogin-1與MuRF1）表達(dá)上調(diào)，進(jìn)而增強(qiáng)泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）并導(dǎo)致肌肉蛋白質(zhì)分解代謝增強(qiáng)。與此同時，這些炎癥因子通過NF-κB依賴性機(jī)制促進(jìn)破骨細(xì)胞分化與活化，同時抑制成骨細(xì)胞功能，破壞骨代謝平衡。此外，衰老相關(guān)肌肉生長抑制素水平升高不僅抑制肌肉干細(xì)胞的增殖分化，還通過調(diào)控骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）/Smad信號通路抑制成骨細(xì)胞分化并促進(jìn)破骨細(xì)胞活化。

內(nèi)分泌激素（睪酮、生長激素和雌二醇）水平的增齡性下降是肌骨代謝紊亂的重要誘因。研究表明，睪酮缺乏時，雄激素受體信號減弱導(dǎo)致FoxO轉(zhuǎn)錄因子激活，促進(jìn)UPS的活性；同時，會抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）的活性，從而減少肌肉蛋白質(zhì)的合成，進(jìn)一步加劇肌肉流失；在骨組織中，睪酮缺乏會導(dǎo)致RANKL表達(dá)增加，同時降低骨保護(hù)素（OPG）的表達(dá)，從而顯著提高RANKL/OPG比例，促進(jìn)了破骨細(xì)胞的分化和活性，并抑制成骨相關(guān)因子（如轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β））的表達(dá)，從而導(dǎo)致骨吸收增強(qiáng)。對于絕經(jīng)后女性，雌激素水平下降導(dǎo)致雌激素受體α（ER-α）信號減弱，加速肌肉分解代謝和提高破骨細(xì)胞的活性，進(jìn)而導(dǎo)致骨吸收增多。

其次，與衰老相關(guān)的營養(yǎng)攝入不足（即衰老性厭食）可導(dǎo)致多種關(guān)鍵營養(yǎng)素（如VD、蛋白質(zhì)和硒等）缺乏，進(jìn)而加劇肌骨系統(tǒng)功能障礙。蛋白質(zhì)攝入不足會打破肌肉蛋白質(zhì)合成與降解的平衡，通過上調(diào)UPS促進(jìn)肌肉萎縮；同時降低腸道鈣吸收率并增加尿鈣排泄，破壞鈣穩(wěn)態(tài)而影響骨代謝。此外，VD缺乏則通過負(fù)反饋機(jī)制促進(jìn)甲狀旁腺激素分泌，一方面通過NF-κB/RANKL信號軸促進(jìn)破骨細(xì)胞分化，另一方面通過蛋白激酶A（PKA）通路激活脂肪褐變和肌肉蛋白降解。因此，衰老性厭食最終導(dǎo)致營養(yǎng)缺乏，引起代謝紊亂和激素失衡，加速肌骨系統(tǒng)退化，形成OS的惡性循環(huán)。衰老、體力活動不足、營養(yǎng)攝入低以及身體的炎癥反應(yīng)等因素相互作用，加速OS的惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致肌肉質(zhì)量下降與骨量丟失的協(xié)同惡化。

運(yùn)動干預(yù)對OS的作用機(jī)制

03

基于上述機(jī)制，運(yùn)動可通過激活相關(guān)信號通路，加強(qiáng)肌骨細(xì)胞生長的蛋白表達(dá)，調(diào)節(jié)激素分泌，從而實(shí)現(xiàn)對肌骨健康的干預(yù)與防治。研究表明，運(yùn)動能夠有效維持并提升骨密度，并且運(yùn)動強(qiáng)度與骨密度之間呈正相關(guān)關(guān)系，即強(qiáng)度越大，對骨組織的刺激越強(qiáng)。根據(jù)Wolff定律，骨骼會在承受負(fù)荷與應(yīng)力的區(qū)域生長，而在無負(fù)荷區(qū)域，骨質(zhì)則容易被吸收。因此，骨骼與機(jī)械應(yīng)力之間需要維持一種生理平衡狀態(tài)。同時，骨骼肌對不同刺激的反應(yīng)非常敏感，特別是對力學(xué)負(fù)荷的變化，其使用程度可以直接影響骨骼肌的表型、代謝、蛋白表達(dá)及形態(tài)特征。

3.1 有氧運(yùn)動對OS干預(yù)的作用機(jī)制

有氧運(yùn)動作為一種以全身大肌群參與、供氧充足為特征的規(guī)律性運(yùn)動方式，在改善肌骨健康方面表現(xiàn)出多方面的生理效益。研究表明，有氧運(yùn)動可通過上調(diào)堿性磷酸酶（ALP）等骨形成標(biāo)志物促進(jìn)成骨細(xì)胞活性，同時降低I型膠原交聯(lián)N端肽等骨吸收標(biāo)志物水平，改善骨代謝平衡。在對老年大鼠進(jìn)行12 周跑臺訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，長期有氧運(yùn)動使其股骨、L2-5椎骨密度等增加，股骨相關(guān)基因（Wnt1、Wnt3a、Lrp5、Axin2、ctnnb1）的mRNA水平上升，激活Wnt1/β-catenin通路延緩骨質(zhì)流失。有研究表明，12 個月的平衡聯(lián)合有氧訓(xùn)練能有效提升絕經(jīng)后OP患者的運(yùn)動功能并降低跌倒風(fēng)險，改善OP患者相關(guān)的行為學(xué)指標(biāo)。對于肌肉，有氧運(yùn)動刺激IGF-1升高，同時激活A(yù)MP依賴的蛋白激酶（AMPK）/鈣/鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶II信號通路維持線粒體的健康和功能，減緩肌肉衰老的速度，從而保持肌肉的力量和耐力，以及通過調(diào)控PI3K/Akt信號通路維持線粒體穩(wěn)態(tài)以增加肌肉質(zhì)量。臨床研究數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)，12 周北歐式健走訓(xùn)練可顯著改善低骨量女性的肌力和活動能力。上述研究證實(shí)，有氧運(yùn)動不僅能有效增強(qiáng)肌肉耐力，還能改善骨骼代謝，為骨骼提供更多的應(yīng)力刺激，有助于骨質(zhì)健康。

3.2 抗阻運(yùn)動對OS干預(yù)的作用機(jī)制

抗阻運(yùn)動作為一種通過克服外界阻力以增強(qiáng)肌骨系統(tǒng)的運(yùn)動方式，已被證實(shí)具有多重生理調(diào)控作用。在骨代謝方面，動物實(shí)驗(yàn)表明抗阻運(yùn)動可通過抑制Fos/Fosb通路，降低抗酒石酸酸性磷酸酶活性以及調(diào)節(jié)降鈣素受體表達(dá)，從而有效抑制破骨細(xì)胞功能。分子機(jī)制研究顯示，抗阻運(yùn)動誘導(dǎo)的機(jī)械刺激可激活PI3K/Akt/mTOR信號級聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖分化。臨床研究證實(shí)，16 周抗阻訓(xùn)練能顯著提高絕經(jīng)后OP患者的骨密度和平衡能力。在肌肉調(diào)控方面，抗阻運(yùn)動通過上調(diào)核心蛋白聚糖/MyoD1通路促進(jìn)肌生成，同時下調(diào)Atrogin-1和MuRF1表達(dá)，進(jìn)而抑制蛋白降解。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，抗阻訓(xùn)練通過雙特異性磷酸酶1等關(guān)鍵調(diào)控因子，介導(dǎo)PI3K/Akt、AMPK信號通路改善衰老骨骼肌表型。在對SP患者進(jìn)行10 周的抗阻訓(xùn)練干預(yù)后，其體脂總量顯著下降，簡易體能狀況量表（SPPB）評分等SP診斷指標(biāo)顯著改善，體質(zhì)量明顯增加。因此，抗阻運(yùn)動能有效促進(jìn)肌纖維肥大、維持蛋白質(zhì)代謝平衡，并通過雙向調(diào)節(jié)成骨/破骨細(xì)胞活性改善骨代謝。

3.3 其他運(yùn)動方式對OS干預(yù)的作用機(jī)制

全身振動訓(xùn)練（WBVT）作為一種基于機(jī)械振動刺激的干預(yù)方式，通過力學(xué)傳導(dǎo)作用促進(jìn)骨形成和激活肌肉。臨床研究表明，12 個月的WBVT干預(yù)可顯著提高骨質(zhì)以及女性的腰椎、髖部骨密度，并增強(qiáng)肌肉力量。此外，通過對老年SP患者進(jìn)行為期12 周的WBVT，可激活A(yù)MPK/UNC-51樣激酶1和FoxO/過氧化物酶體增殖活化受體γ輔助活化因子1α（PGC-1α）信號通路，進(jìn)而改善SP相關(guān)指標(biāo)。血流限制訓(xùn)練（BFRT）又稱加壓訓(xùn)練，是指在運(yùn)動期間通過特殊的加壓裝置對肢體進(jìn)行外部加壓，使靜脈血流閉塞的同時部分阻塞動脈血流，以提高訓(xùn)練效果。研究發(fā)現(xiàn)，BFRT能增加肌肉反應(yīng)性充血，導(dǎo)致肌肉肥大、改善肌肉蛋白合成能力、誘導(dǎo)代謝應(yīng)激適應(yīng)、促進(jìn)骨骼肌生長和修復(fù)以及促進(jìn)衛(wèi)星細(xì)胞增殖等。對SP患者進(jìn)行10 周的BFRT干預(yù)后，其肌肉質(zhì)量與力量均得到顯著提升，且對肌肉力量增長的促進(jìn)作用優(yōu)于單純的肌力鍛煉。值得注意的是，BFRT聯(lián)合抗阻訓(xùn)練可通過IGF-1/生長激素（GH）通路協(xié)同促進(jìn)骨組織生長，其干預(yù)效果優(yōu)于單一訓(xùn)練。然而，WBVT和BFRT雖然效果顯著，但仍存在操作不便和成本較高的問題。尤其是對于同時患有心血管疾病的老年人，BFRT的潛在風(fēng)險仍需進(jìn)一步評估。

不同運(yùn)動方式對OS的干預(yù)效果如表1所示。

營養(yǎng)干預(yù)策略對OS的作用機(jī)制

04

研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)、肌酸、VD、鈣、益生菌以及中藥提取物通過調(diào)控機(jī)體激素平衡，有效改善機(jī)體炎癥環(huán)境，一方面可以刺激肌肉蛋白合成，減少肌肉流失，提升肌肉力量；另一方面可以加強(qiáng)成骨細(xì)胞生成，抑制破骨細(xì)胞活性，維持骨密度，從而起到延緩或防治OS的作用（圖2）。

4.1 高蛋白飲食

衰老進(jìn)程導(dǎo)致身體蛋白質(zhì)合成代謝不足和分解代謝過剩，造成大量肌肉蛋白流失，肌肉質(zhì)量與力量減少，同時影響到骨骼健康。研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充蛋白質(zhì)可以通過激活PI3K/Akt/mTOR通路以及下游核糖體蛋白S6激酶β-1（S6K1）、真核翻譯起始因子4E結(jié)合蛋白1的表達(dá)，促進(jìn)肌肉合成；另一方面，還可介導(dǎo)Akt使FoxO轉(zhuǎn)錄因子磷酸化而失活，進(jìn)而降低骨骼肌萎縮標(biāo)志性蛋白Atrogin-1和MuRF1表達(dá)，減緩肌肉的降解程度。同時，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)供應(yīng)適宜時，成骨細(xì)胞活力增強(qiáng)，高效合成新骨，維持破骨細(xì)胞的活性平衡，避免過度吸收骨質(zhì)，確保骨量維持在穩(wěn)定水平，延緩骨質(zhì)疏松的進(jìn)展。除亮氨酸外，非必需氨基酸（如谷氨酰胺）可以直接或間接調(diào)控成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞，參與骨穩(wěn)態(tài)的維護(hù)，并改善胰島素抵抗，增強(qiáng)對骨骼肌的保護(hù)作用。研究表明，在探究老年女性蛋白質(zhì)攝入與肌肉和骨量流失的過程中發(fā)現(xiàn)，每天攝入1.2 g/kg的蛋白質(zhì)后，其總肌肉量、四肢肌肉量、腰椎骨密度、頸骨密度及股骨密度等指標(biāo)顯著提高。因此，補(bǔ)充蛋白質(zhì)通過激活PI3K/Akt/mTOR信號通路促進(jìn)肌肉合成，同時抑制FoxO介導(dǎo)的UPS降解途徑，增強(qiáng)成骨細(xì)胞活性并平衡骨代謝，改善肌肉質(zhì)量和骨密度，推薦每日攝入1.2 g/kg蛋白質(zhì)可改善老年人肌骨健康指標(biāo)。

4.2 肌酸

肌酸作為一種高效的能量緩沖物質(zhì)，能夠在肌肉收縮時快速提供能量，維持肌肉細(xì)胞內(nèi)的能量穩(wěn)態(tài)，并調(diào)節(jié)骨代謝通路從而促進(jìn)肌骨健康。在SP患者中，肌酸的補(bǔ)充可以改善機(jī)體能量代謝障礙，提高肌肉細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用效率，增強(qiáng)肌肉的收縮功能和耐力，減少肌肉疲勞和損傷，從而有助于維持肌肉質(zhì)量和功能。其機(jī)制可能是肌酸能夠激活mTOR信號通路，提高S6K1的活性，促進(jìn)肌肉細(xì)胞內(nèi)蛋白合成，增加肌肉質(zhì)量與力量。在探究單獨(dú)補(bǔ)充肌酸對體弱老年女性的影響中發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充24 周的肌酸后其腿部推舉力量、臥推力量增加，伴隨著瘦體質(zhì)量增加和肌萎縮發(fā)生率下降。此外，肌酸補(bǔ)充可以提高細(xì)胞內(nèi)的能量水平，當(dāng)細(xì)胞需要能量時，肌酸可以快速將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP，從而為成骨細(xì)胞的活動提供持續(xù)的能量支持，促進(jìn)骨基質(zhì)的合成和礦化，有助于新骨的生成。此外，研究證實(shí)當(dāng)肌酸濃度超過10～20 mmol/L時，成骨細(xì)胞的生長速率會增加，進(jìn)一步證明肌酸能夠促進(jìn)骨骼的生長，增強(qiáng)成骨細(xì)胞的分化。因此，肌酸通過激活mTOR/S6K1信號通路促進(jìn)肌肉蛋白合成，同時通過磷酸肌酸能量緩沖系統(tǒng)維持細(xì)胞能量穩(wěn)態(tài)并增強(qiáng)成骨細(xì)胞分化及骨基質(zhì)礦化，從而促進(jìn)骨生成，維持骨骼健康并協(xié)同改善肌肉功能，延緩肌肉萎縮。

4.3 VD

VD作為脂溶性甾體激素，通過調(diào)控鈣穩(wěn)態(tài)和直接作用于成骨細(xì)胞雙重機(jī)制維持骨骼健康。尤其在老年人群中需通過膳食或補(bǔ)充劑彌補(bǔ)合成不足，以預(yù)防骨質(zhì)疏松及骨折風(fēng)險。一方面，VD可促進(jìn)胃腸道對鈣的吸收，提高血鈣濃度，從而促進(jìn)骨骼礦化；另一方面，它可以促進(jìn)成骨細(xì)胞的成熟、增生和分化，抑制成骨細(xì)胞的凋亡，并促進(jìn)骨基質(zhì)的形成、成熟與鈣化。Matsumoto等發(fā)現(xiàn)，不同劑量的VD補(bǔ)充對于骨的干預(yù)呈現(xiàn)出不一樣的效果，每天補(bǔ)充約0.75 μg的VD（ED-71）能夠安全有效地增加OP患者的腰椎和髖部骨密度。VD受體（VDR）存在于骨骼和肌肉細(xì)胞中，1,25-二羥維生素D能夠激活VDR，促進(jìn)肌肉營養(yǎng)和代謝，刺激蛋白質(zhì)合成，這對維持肌肉的正常生理功能和生長具有積極作用。此外，VD通過激活VDR，使具有活性的VDR與類視黃醇X受體（RXR）形成異二聚體以發(fā)揮其調(diào)節(jié)骨代謝的生理作用。有研究表明，每天補(bǔ)充800 IU的VD可以顯著改善SP患者的SPPB評分和提高6 m步速，同時顯著降低跌倒風(fēng)險。VD可通過食物攝入或紫外線獲得，但皮膚VD的合成量隨著年齡增長而減少，老年人需增加VD的膳食攝入量。因此，VD通過促進(jìn)鈣吸收與成骨細(xì)胞活性并抑制凋亡、增強(qiáng)骨基質(zhì)礦化、激活肌肉VDR信號，刺激蛋白合成，改善肌纖維形態(tài)及功能，并提升老年人骨骼密度及肌肉性能，降低患OP與跌倒風(fēng)險。

4.4 鈣

鈣作為“建筑材料”參與骨骼的骨化過程，促進(jìn)新骨的形成并維持骨骼的穩(wěn)定。鈣通過鈣敏感受體激活鈣離子內(nèi)流，觸發(fā)鈣/鈣調(diào)蛋白復(fù)合物激活鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶（CaN）。CaN可以直接與活化的T細(xì)胞核內(nèi)因子（NF-AT）結(jié)合，使其去磷酸化，從而促進(jìn)NF-AT進(jìn)入細(xì)胞核，上調(diào)成骨基因的表達(dá)，最終驅(qū)動成骨細(xì)胞分化。同時，鈣以羥基磷灰石的形式沉積在骨骼中，以維持骨骼的硬度和強(qiáng)度。當(dāng)人體鈣攝入不足時，骨骼中的鈣會被釋放到血液中，以維持血鈣水平的穩(wěn)定，這會導(dǎo)致骨量減少和骨密度降低，從而增加骨質(zhì)疏松的風(fēng)險。因此，補(bǔ)充足夠的鈣可以維持骨骼的正常結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。與此同時，鈣離子在骨骼肌的興奮收縮偶聯(lián)中起關(guān)鍵作用。有研究提出，年齡相關(guān)的SP可能與鈣離子供應(yīng)水平的降低有關(guān)，這會導(dǎo)致興奮收縮的解偶聯(lián)，進(jìn)一步引起肌肉無力。Semsarian等指出鈣離子濃度的上升能夠激活CaN-活化T細(xì)胞核因子1通路，上調(diào)肌肉合成相關(guān)基因，抑制肌肉分解，從而改善肌肉萎縮。目前，關(guān)于補(bǔ)充鈣對OS的干預(yù)治療研究較少，但我國推薦成年人的每日鈣攝入量為800 mg，而50 歲及以上人群的推薦攝入量為1 000～1 200 mg/d。綜上，鈣可維持骨骼硬度與強(qiáng)度，并參與骨骼肌興奮-收縮偶聯(lián)及細(xì)胞內(nèi)信號調(diào)控，改善肌肉功能，推薦每日攝入鈣800～1 200 mg以維持骨量、減少骨鈣流失并降低OS患病風(fēng)險。

4.5 益生菌

腸道微生物群在骨骼健康方面起著關(guān)鍵作用，它能夠影響鈣和VD的吸收，并調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。在動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，益生菌通過調(diào)節(jié)腸道菌群、血清代謝物及相關(guān)代謝途徑，提升骨保護(hù)相關(guān)的代謝物含量（如骨鈣素和骨堿性磷酸酶），顯著緩解因糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的大鼠骨質(zhì)疏松。同時，每天補(bǔ)充1×1010 CFU的羅伊氏粘液乳桿菌能有效增加骨密度和瘦體質(zhì)量，對肌肉骨骼系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響。此外，益生菌還可改善機(jī)體的炎癥水平、清除有害菌，進(jìn)而增強(qiáng)肌肉力量，減緩肌肉流失與肌肉萎縮。例如，SP老人連續(xù)16 周每天服用一粒益生菌補(bǔ)充劑（Vivomixx 112 billion）后，其步態(tài)速度、生活質(zhì)量得分以及握力水平都得到了顯著改善。另有研究表明，攝入430 mg含1×1010 CFU嗜黏蛋白阿克曼菌的巴氏殺菌處理產(chǎn)品，可顯著提高卵泡抑素（FST），進(jìn)而提高肌肉質(zhì)量。FST的升高也有助于骨骼健康，結(jié)果表明巴氏殺菌處理后的嗜黏蛋白阿克曼菌對骨和肌肉均會產(chǎn)生良性影響。與此同時，干酪乳酪桿菌、長雙歧桿菌長亞種和鼠李糖乳酪桿菌等益生菌也被證實(shí)能夠顯著減少骨質(zhì)流失，改善骨骼質(zhì)量，提高肌肉力量和耐力。綜上所述，通過益生菌改善腸道菌群的環(huán)境，有效調(diào)節(jié)機(jī)體的炎癥狀態(tài)，延緩肌肉質(zhì)量流失和骨密度下降，可以達(dá)到防治和干預(yù)骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮的作用。

4.6 中藥提取物

傳統(tǒng)中藥在治療骨質(zhì)疏松及維持肌肉健康方面功效顯著。傳統(tǒng)中藥——熟地一方面可調(diào)控IGF-1/PI3K/mTOR通路，激活骨形成標(biāo)志物ALP活性，提高骨鈣素水平和骨密度，促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖分化；另一方面，根據(jù)《本草綱目第十六卷-草部》所記載其的確具有增肌健骨的功效，其機(jī)制可能是通過調(diào)控OPG/RANKL/RANK與PI3K/Akt/C-Fos通路，抑制破骨細(xì)胞活性，減少骨吸收。同時，熟地能夠在骨骼肌中可改善炎性細(xì)胞浸潤，促進(jìn)肌纖維再生，緩解肌肉萎縮。進(jìn)一步研究表明，持續(xù)12 周給予400 mg/（kg·d）的地黃多糖（熟地主要活性成分）干預(yù)廢用性骨質(zhì)疏松-肌肉萎縮模型大鼠，能顯著增加其骨小梁面積、數(shù)量、寬度，同時提升肌纖維橫截面積。此外，補(bǔ)腎活血類中藥（如杜仲和淫羊藿）可通過激活Wnt1/β-catenin信號通路，促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化，抑制其向脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化，從而增加骨形成并改善SP相關(guān)的脂肪浸潤。而青果、槐花、香薷等中藥的抗衰老特性也為骨質(zhì)疏松以及肌萎縮的防治提供了新選擇。綜上，以熟地為核心，結(jié)合生地、土黨參等中藥的多途徑調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，可形成針對OS的綜合干預(yù)策略。

各類營養(yǎng)物質(zhì)對OS的干預(yù)效果匯總?cè)绫?所示。

運(yùn)動聯(lián)合營養(yǎng)干預(yù)對OS的作用機(jī)制

05

現(xiàn)有研究表明，運(yùn)動與營養(yǎng)聯(lián)合干預(yù)在OS的防治中具有協(xié)同增效作用。運(yùn)動刺激能夠促進(jìn)肌纖維增生和增強(qiáng)骨生物力學(xué)性能，而營養(yǎng)補(bǔ)充則為肌骨組織的修復(fù)與重塑提供必需營養(yǎng)素支持，二者共同構(gòu)成維持肌骨系統(tǒng)功能完整性的關(guān)鍵干預(yù)策略（表3）。臨床研究數(shù)據(jù)證實(shí)，相較于單獨(dú)的乳清蛋白組，運(yùn)動聯(lián)合乳清蛋白組的握力、膝伸展肌力和步行速度變化率顯著更高。Travers等發(fā)現(xiàn)12 個月的抗阻運(yùn)動聯(lián)合蛋白質(zhì)干預(yù)能有效改善身體活動能力低的老年人骨密度，提升肌肉力量，同時顯著降低骨折風(fēng)險。Kemmler等的研究顯示，補(bǔ)充蛋白質(zhì)、鈣、VD聯(lián)合18 個月的高強(qiáng)度抗阻運(yùn)動方案可有效改善老年男性的腰椎骨密度與髖關(guān)節(jié)密度，其肌肉質(zhì)量和握力指標(biāo)顯著上升。并且，運(yùn)動聯(lián)合營養(yǎng)組的改善效果相較于單獨(dú)補(bǔ)充營養(yǎng)組更加突出。因此，運(yùn)動結(jié)合蛋白質(zhì)補(bǔ)充具有高成本效益和高安全性的特征，是降低SP風(fēng)險和治療骨質(zhì)疏松的高效干預(yù)策略。

肌酸聯(lián)合抗阻訓(xùn)練可顯著增強(qiáng)老年人群肌肉力量，預(yù)防肌肉萎縮，同時抑制骨吸收，延緩骨質(zhì)疏松。針對59 歲以上老年男性的研究發(fā)現(xiàn)，肌酸聯(lián)合抗阻訓(xùn)練干預(yù)后，其肌肉力量、厚度以及瘦組織質(zhì)量均明顯提高；低劑量肌酸可以減少肌肉蛋白質(zhì)降解和骨吸收；肌酸與蛋白質(zhì)聯(lián)合抗阻訓(xùn)練在增加肌肉厚度和抑制骨吸收方面效果更佳。此外，補(bǔ)充肌酸12 個月能夠減緩絕經(jīng)后女性股骨、頸骨密度的流失，并且能增加股骨的外徑，從而有助于提高骨強(qiáng)度。在一項(xiàng)薈萃分析中發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)服用肌酸對老年人骨骼特性的改善效果不明顯；服用肌酸與抗阻訓(xùn)練相結(jié)合的改善效果更佳。由于肌酸存在于紅肉和海鮮中，通過飲食干預(yù)可以較容易地從食物中獲取，因此運(yùn)動結(jié)合肌酸干預(yù)有望成為一種安全、經(jīng)濟(jì)且可持續(xù)的OS防治方法。

VD作為調(diào)節(jié)鈣磷代謝的關(guān)鍵營養(yǎng)素，在維持骨密度和改善肌肉代謝功能方面具有重要作用，其與運(yùn)動干預(yù)的協(xié)同效應(yīng)可顯著提升肌骨健康水平。縱向研究顯示，受試?yán)夏耆私?jīng)過VD聯(lián)合抗阻運(yùn)動干預(yù)3 年后，其腰、髖骨密度得到顯著改善。Englund等對存在肌肉衰退的中老年人展開研究，經(jīng)過6 個月的步行、力量訓(xùn)練和平衡訓(xùn)練等運(yùn)動干預(yù)，2 組老年人的肌肉力量和身體成分均得到優(yōu)化，但結(jié)合VD補(bǔ)充的老年人肌間脂肪減少更為顯著。在13 周的干預(yù)研究中，VD聯(lián)合有氧運(yùn)動可顯著增強(qiáng)肌細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)氧化能力，而僅補(bǔ)充VD對肌細(xì)胞內(nèi)、外脂質(zhì)代謝無顯著影響，這可能與運(yùn)動誘導(dǎo)的線粒體功能激活有關(guān)。Bunout等發(fā)現(xiàn)，VD補(bǔ)充聯(lián)合有氧運(yùn)動可顯著降低VD缺乏老年受試者的肌內(nèi)脂質(zhì)含量，并提高其骨骼肌氧攝取率，有效改善肌肉衰老相關(guān)代謝異常。Kemmler等進(jìn)一步證實(shí)，耐力-抗阻聯(lián)合訓(xùn)練配合VD和鈣干預(yù)12 個月，可使絕經(jīng)后早期女性腰椎骨密度提升1.3%，同時使其動態(tài)力量、耐力和生活質(zhì)量評分顯著改善。值得注意的是，鈣化二醇作為VD活性代謝物，與抗阻運(yùn)動聯(lián)合干預(yù)可增加髖部骨折患者術(shù)后的生存率，這可能歸因于肌肉力量、髖部骨密度和VD血清水平的協(xié)同改善。

近年來，中藥聯(lián)合運(yùn)動干預(yù)在OS防治領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。臨床研究證實(shí)，四君子湯聯(lián)合彈力帶訓(xùn)練可以明顯提高SP患者的肌肉質(zhì)量、增強(qiáng)肌肉功能評定指標(biāo)（握力、SPPB評分）。其次，護(hù)骨膠囊（包含何首烏、淫羊藿等）與運(yùn)動聯(lián)合干預(yù)時，可以通過提高骨密度、減輕疼痛癥狀和改善功能障礙以改善骨質(zhì)疏松癥狀，其效果顯著優(yōu)于單純補(bǔ)鈣干預(yù)。雖然目前針對特定中藥聯(lián)合運(yùn)動干預(yù)肌骨疾病的臨床研究仍顯不足，但現(xiàn)有證據(jù)表明，中藥與運(yùn)動相結(jié)合的干預(yù)模式在OS防治中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，其協(xié)同療效已得到初步驗(yàn)證。在腸道菌群調(diào)控方面，初步研究發(fā)現(xiàn)女足運(yùn)動員在專項(xiàng)訓(xùn)練期間補(bǔ)充植物乳植桿菌可顯著提升肌肉力量和骨密度，其機(jī)制可能與調(diào)節(jié)免疫平衡、優(yōu)化腸道菌群結(jié)構(gòu)及促進(jìn)鈣吸收等作用相關(guān)。綜上所述，運(yùn)動干預(yù)通過機(jī)械負(fù)荷刺激和代謝調(diào)控雙重機(jī)制，可改善SP和骨質(zhì)疏松疾病進(jìn)程；與營養(yǎng)干預(yù)（包括傳統(tǒng)中藥和營養(yǎng)補(bǔ)劑）有機(jī)結(jié)合的綜合策略，可在維持肌肉功能和延緩骨量流失方面產(chǎn)生協(xié)同增效作用，為OS的防治提供了新的思路和方法。

結(jié) 語

06

全球人口老齡化進(jìn)程的加速顯著加劇了OS的疾病負(fù)擔(dān)，其防治已成為公共衛(wèi)生領(lǐng)域的重要議題。現(xiàn)有研究表明，運(yùn)動干預(yù)可通過多靶點(diǎn)調(diào)控肌骨代謝網(wǎng)絡(luò)：有氧運(yùn)動經(jīng)IGF-1、AMPK/CaMKII信號通路延緩肌纖維衰老，同時通過激活Wnt1/β-catenin等通路防止骨流失；抗阻運(yùn)動通過Fos/Fosb、絲裂原活化蛋白激酶、PI3K/Akt/mTOR信號級聯(lián)維持骨代謝穩(wěn)態(tài)，并激活mTORC1通路促進(jìn)肌蛋白合成；WBVT借助機(jī)械應(yīng)力刺激FoxO/PGC-1α通路改善線粒體功能；BFRT則通過缺血誘導(dǎo)的IGF-1/GH分泌促進(jìn)肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖和骨礦化。營養(yǎng)干預(yù)方面，蛋白質(zhì)攝入通過PI3K/Akt/mTOR信號網(wǎng)絡(luò)雙向調(diào)節(jié)肌骨代謝，有效抑制FoxO介導(dǎo)的肌肉蛋白降解；VD通過RXR/VDR軸調(diào)控鈣穩(wěn)態(tài)和成骨細(xì)胞分化；益生菌則通過“腸-骨軸”機(jī)制降低促炎因子水平，改善骨形成和肌肉質(zhì)量。本文創(chuàng)新性地將運(yùn)動干預(yù)與多種營養(yǎng)物質(zhì)（蛋白質(zhì)、VD、肌酸、益生菌及中藥等）相結(jié)合，系統(tǒng)闡述其在OS防治中的協(xié)同機(jī)制，突破了傳統(tǒng)單一干預(yù)的研究框架，為聯(lián)合干預(yù)提供理論支持。

值得注意的是，運(yùn)動加營養(yǎng)的干預(yù)模式應(yīng)將安全因素置于首位，關(guān)于運(yùn)動劑量和營養(yǎng)補(bǔ)充的安全閾值還需進(jìn)一步探究，在保證安全的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化干預(yù)模式，未來應(yīng)在以下方面深入探索：1）運(yùn)用代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等多組學(xué)技術(shù)，系統(tǒng)解析運(yùn)動與營養(yǎng)干預(yù)的協(xié)同作用機(jī)制；2）設(shè)計(jì)大規(guī)模隊(duì)列研究及長期隨訪，建立基于循證醫(yī)學(xué)的運(yùn)動-營養(yǎng)優(yōu)化組合方案，明確不同干預(yù)方案對老年人肌骨健康的遠(yuǎn)期影響；此外，需特別關(guān)注特殊人群（如心血管疾病患者）的干預(yù)安全性，并納入人口學(xué)特征（如性別、基因型）進(jìn)行精準(zhǔn)健康管理策略的優(yōu)化，為老齡化社會的OS防治提供科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐指南。

第一作者：

夏君玫教授

中南大學(xué)體育教研部

夏君玫，女，中國農(nóng)工民主黨黨員，教授，碩士研究生導(dǎo)師。以第一或通訊作者在CSSCI等核心權(quán)威期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文20多篇，主持和參與國家級、省級科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，主編、副主編、參編教材16部。累計(jì)榮獲教育部直屬高等工科院校“體育優(yōu)秀工作者”、長株潭地區(qū)“優(yōu)秀體育教師”等榮譽(yù)稱號，并基于社會服務(wù)與黨務(wù)工作成績獲評農(nóng)工黨湖南省“省級優(yōu)秀黨員”、“優(yōu)秀黨務(wù)工作者”。長期致力于運(yùn)動干預(yù)在慢性疾病防治中的功效機(jī)制，以及傳統(tǒng)養(yǎng)生功法對特定人群的健康促進(jìn)的作用與應(yīng)用研究。

通信作者：

梁計(jì)陵副教授

中南大學(xué)體育教研部

梁計(jì)陵，男，中共黨員，中南大學(xué)特聘副教授，碩士研究生導(dǎo)師，Griffith University訪學(xué)學(xué)者。主持或參與國家自然科學(xué)基金，湖南省自科基金項(xiàng)目、湖南省體育局重點(diǎn)項(xiàng)目、湖南省臨床醫(yī)療技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目等。以第一/共第一作者身份在SCI/SSCI/CSCD等學(xué)術(shù)期刊及中文核心期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇 (Google Scholar被引 500 次，

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BioMed Research International，Neural Plasticity，BMC Geriatrics，Nutrients，Molecular Brain、Sport Sciences for Health

本文《運(yùn)動聯(lián)合營養(yǎng)干預(yù)在肌少-骨質(zhì)疏松癥防治中的機(jī)制研究進(jìn)展》來源于《食品科學(xué)》2025年46卷第18期14-24頁，作者：夏君玫，姜坦程，郝宏弢，鄧琪，唐嘉嶺，梁計(jì)陵。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250128-205。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看文章相關(guān)信息。

實(shí)習(xí)編輯：李雄；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)